12+羧酸衍生物
羧酸的衍生物的命名规则
1羧酸结构
羧酸（Carboxylic acid）是一类包含羧基（COOH）的有机酸，它们是通过一个羰基（C=O）和一个氧原子（O）而结合在一起形成有机化合物，有时也叫做碳酸酯，其结构如下：
COOH
2羧酸衍生物命名法
羧酸衍生物是指以羧酸为原料合成的任何一种有机化合物，它通常按照IUPAC（国际化学联合会）的规定采用一种特定的命名法。
（1）以羧酸的缩写来命名
例如：
-乙酸（Acetic Acid）的衍生物可以被命名为乙酰（Acetyl-）
-丙酸（Propionic Acid）的衍生物可以被命名为丙酰（Propionyl-）
（2）以衍生物发生变化前的核碳数字（统称为α）加以词头，如：
-1-羧酸生成的衍生物被称为α-羧酸
-2-羧酸生成的衍生物被称为β-羧酸
（3）具有特殊取代基的羧酸衍生物，常用R'代表取代基，如：
-乙氧基取代基的羧酸衍生物可以命名为乙酰乙氧基（Acetyl-O-）
-氢取代基的羧酸衍生物可以命名为乙酰氢（Acetyl-）
（4）羧酸多种取代基结合时，统称为di-R1-R2，其中R1和R2分别代表取代基，如：
-乙氧基和氢取代基结合的羧酸衍生物可以命名为乙酰乙氧基氢（Acetyl-O-H）。
羧酸及其衍生物
12.1 羧酸的分类和命名法
• 羧酸分子中的羧基除去羟基后的基团
按原来酸的名称
而称为某酰基。对于除去氢原子后的基团，则称为某酰氧基。例如：
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12.2 羧酸的制备方法
• 在自然界中，羧酸常以游离态、羧酸盐或其衍生物形式广泛存在于动 植物中。许多羧酸及其衍生物是动植物代谢的中间产物；有些参与动 植物的生命过程；有些具有强烈的生物活性，能防病治病；有些是工 农业和医药工业的重要原料。羧酸可以通过如下途径来制备。
(CH3)3CCOOH (CH3)2CHCOOH CH3CH2COOH CH3COOH
pKa 5.05
4.87
4.86
4.76
• 芳环是吸电子基，所以芳香羧酸的酸性比一般饱和一元酸的酸性强。 但大多数芳香羧酸的酸性比甲酸弱(苯甲酸的pKa＝4.17，甲酸 pKa＝3.77)。虽然苯环是吸电子基团，但苯环的大π键与羧基可以 形成π-π共轭体系，使环上的电子云向羧基方向转移。其结果是苯甲 酸羧基上的O—H 键极性减弱，氢的离解能力降低，
性药物制成盐，以增大其溶解度。例如常用的抗生素——青霉素C就 是制成它的钾盐和钠盐。
• 12.4.2 羟基被取代的反应
• 羧酸分子中羧基中的羟基被其他原子或基团取代后的产物，称为羧酸 衍生物。羧酸分子中除去羟基后剩余的基团(RCO-)称为酰基，因此， 羧酸的衍生物又称为酰基化合物。常见的羧酸衍生物有酰卤、酸酐、 酯和酰胺。例如：
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12.4 羧酸的化学性质
• 失水生成酰胺。很多药物的分子结构中都含有酰胺的结构。所以酰胺 是一类很重要的有机化合物。这是一个可逆反应，反应过程中不断蒸 出所生成的水使平衡右移，产率很高。例如：
羧酸衍生物知识点
羧酸衍生物知识点羧酸衍生物是一类化合物，它们在化学反应和有机合成中有着广泛的应用。
羧酸衍生物的结构中包含一个羧酸基团，它们的化学性质也与羧酸有关。
本文将从羧酸衍生物的性质、合成和应用三个方面进行阐述。
一、羧酸衍生物的性质羧酸衍生物中含有一个羧酸基团(-COOH)，这个基团可以参与许多化学反应。
例如，在碱性条件下，羧酸基团会失去一个质子，形成相应的负离子，即羧酸盐，这种反应叫做羧化反应。
除此之外，羧酸衍生物还能与醇、胺等反应，生成相应的酯、酰胺等衍生物。
二、羧酸衍生物的合成羧酸衍生物的合成方法非常多，下面介绍两种常用的方法：1.羧化反应羧化反应是一种重要的合成羧酸衍生物的方法。
在这种反应中，通常使用羧酸和一定量的碱反应，生成相应的羧酸盐。
羧酸盐再与酸反应，失去一个水分子，形成相应的酯。
这种反应常用的催化剂有酸性离子交换树脂、三氧化硫等。
2.加成反应加成反应是另一种合成羧酸衍生物的方法。
在这种反应中，羧酸衍生物的反应物通常是烯烃或炔烃。
它们与羧酸在催化剂的存在下发生加成反应，生成相应的羧酸衍生物。
加成反应的催化剂有酸性离子交换树脂、钯等。
三、羧酸衍生物的应用羧酸衍生物在有机合成、材料科学、生物化学等领域有着广泛的应用。
1.有机合成羧酸衍生物是有机合成中常用的反应物和中间体。
它们可以通过羧化反应、加成反应等多种方法进行合成。
羧酸衍生物可以与醇、胺等反应，生成相应的酯、酰胺等衍生物。
2.材料科学羧酸衍生物可以与金属离子、聚合物等反应，形成新的材料。
例如，聚丙烯酸可以与铁离子反应，生成Fe3O4/聚丙烯酸复合材料。
这种材料具有磁性，可以应用于磁性材料、制备催化剂等领域。
3.生物化学羧酸衍生物在生物化学中也有着重要的应用。
例如，羧酸基团是许多生物分子的一部分，例如脂肪酸、氨基酸等。
羧酸衍生物还可以用于制备生物活性分子，例如药物、抗生素等。
羧酸衍生物是一类重要的化合物，在化学反应和有机合成中有着广泛的应用。
通过羧化反应、加成反应等方法可以合成羧酸衍生物。
羧酸衍生物的命名和结构
羧酸衍生物的命名和结构羧酸衍生物通式：R C L O根据L 的不同，分为酰卤、酸酐、酯和酰胺，表示如下：R C XO R C O C R(R')OOR C O R(R')OR C NH(R)2O酰卤 酸酐 酯 酰胺一、命名1、酰基：酰基＝羧酸－羟基，因此⨯酸形成的酰基就称为⨯酰2、酰卤：称为⨯⨯酰卤（氯，溴，碘）3、酸酐：两分子羧酸、二元酸脱水得酐，故称为⨯（酸）⨯（酸）酐或者⨯⨯二酸酐4、酯：（1）一元酸酯→⨯酸⨯（醇）酯（2）多元酸酯→⨯酸氢⨯酯、⨯酸二⨯酯、……（3）内酯→根据C 个数称为⨯内酯，羟基 、取代基要注位 5、酰胺：（1）称为⨯⨯酰胺（2）N 上有取代→取代基前标注N-（3）内酰胺→根据C 个数称为⨯内酰胺，氨基、取代基要注位 （4）N 上连2个酰基→⨯⨯酰亚胺例如：1、C 6H 5CO2、HOOCCO3、C 6H 5SO 24、C 6H 5COCl5、CH 3C O C O OCH 2CH 3 6、OOO7、CH 2COOH COOC 2H 58、CH 2COOC 2H 5COOC 2H 5 9、CH 2COOCH 3COOC 2H 5 10、OOCH 3O S OCH 311、O OO 12、HCOOCH 2CH 2CH 3 13、CH 3C O OCH 2C 6H 514、C 6H C O OCH 2C 6H 5 15、CH 3COCH 2COOC 2H 516、HOOCCOCH 2COOC 2H 5 17、OO18、OOEt19、CH 3ONH 220、CONH 221、C ONH22、CH 3CH=CHCONH 2323、H 2NSO 2NH 224、HCONH25、CH 3CONH26、CH 2=CHCONH 2 27、CON(CH 3)228、H 2C C H 2O C ONH29、CH 3CHCH 2CONHCH 3330、ONH31、ONH32、O NH33、ONH34、HCON(CH 3)2解：1、苯甲酰基 2、草酰基 3、苯磺酰基 4、苯甲酰氯5、乙丙酐6、邻苯二甲酸酐（苯酐）7、丙二酸氢乙酯8、丙二酸二乙酯9、丙二酸甲乙酯 10、硫酸二甲酯 11、丁烯二酸酐 12、甲酸丙酯 13、乙酸苄酯 14、苯甲酸苄酯 15、乙酰乙酸乙酯16、草酰乙酸乙酯 17、γ－丁内酯 18、β－乙基－γ－丁内酯19、乙酰胺 20、苯甲酰胺 21、苯甲酰苯胺(N-苯基苯甲酰胺) 22、3-甲基-2-丁稀酰胺 23、对氨基苯磺酰胺 24、N-环己基甲酰胺 25、乙酰苯胺 26、丙稀酰胺 27、N,N-二甲基苯甲酰胺 28、丁二酰亚胺 29、N,3-二甲基丁酰胺 30、γ-丁内酰胺 31、δ-戊内酰胺 32、ε-己内酰胺33、γ-甲基-γ-丁内酰胺（γ-戊内酰胺） 34、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)二、羧酸衍生物的结构特点R C L O酰基RCO 与L 基团存在共轭，但酰卤的共轭较其他弱，因卤原子的轨道匹配性差。
13-2 羧酸衍生物化学性质讲解
NaCN P2O5
(CH3)3C CN (CH3)3C CN
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霍夫曼（Hofmann）酰胺降级反应
酰胺与次卤酸钠的碱溶液作用，脱去羰基生成比原 料少一个碳的胺的反应，称为霍夫曼酰胺降级反应。
O
R C NH2 + NaOX
应用：
+ NaOH
RNH2 + + Na2CO3 NaX + H2O
（十三） 羧酸衍生物
主讲教师：陈霞
1.亲核取代 (1)水解 (2)醇解 (3)氨解 (4)与RMgX反应 2.还原反应 (1)催化加氢 (2)化学试剂还原 3.酰胺N上的反应 (1)脱水反应 (2)霍夫曼酰胺降解反应
羧酸衍生物的化学性质
羧酸衍生物，结构相似，因此化学性质相似; 但四种羧酸衍生物又各自有各自的特点，则表现 为它们的化学性质，也有各自一些不同的性质。
R'MgBr 无水 醚
OMgBr
Br R'
O
－Mg
R C OR''
OR''
RC
R'
R'
R'MgBr 无水 醚
OMgBr R C R'
H3O+
OH R C R'
R'
R'
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与RMgX反应成醇
但若采用的是甲酸酯，则得到含两相同烷基的仲醇。
O H C OR
如制备５－壬醇
2 R'MgX 无水 醚
O
C O
NH3
C
O
丁二酸酐
O
C NH2 300℃
羧酸的衍生物
羧酸的衍生物
工业上，在合成纤维“涤纶”的生产中就利用了酯交换反应。 通过酯交换反应可以从廉价的低级醇来制备高级醇。例如： 酰胺的醇解反应是可逆的，需要过量的醇才能生成酯并释放出氨。
羧酸的衍生物
3. 溶解性
所有羧酸衍生物均能溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯等有机 溶剂。酰卤和酸酐遇水就分解，酯在水中的溶解性很低，但 低级的酰胺（如N,N-二甲基甲酰胺）能与水混溶，是优良的 非质子极性溶剂。
部分羧酸衍生物的物理常数列于表11-4。
羧酸的衍生物
表11-4 部分羧酸衍生物的物理常数
羧酸的衍生物
羧酸的衍生物
（2）酸酐的命名
酸酐的名称是由两个羧酸的名称加上“酐”字来命名。相 同羧酸形成的酸酐称为单酐；不同羧酸形成的酸酐称为混酐。 混酐命名时，通常将简单的羧酸写在前面，复杂的羧酸写在 后面。例如：
羧酸的衍生物
（3）酯的命名
酯的名称是由相应的羧酸和醇中的烃基名称组合后加“酯” 字来命名的。例如：
羧酸的衍生物
4. 还原反应
（1）催化加氢
羧酸衍生物在催化加氢条件下都可以被还原，但一般具有制备意 义的是酰卤的选择性还原和酯的还原。
酰卤选择性加氢的催化体系是Pd/BaSO4-硫-喹啉（或硫脲），此 催化体系可使酰卤的加氢反应停止在生成醛的阶段，称为罗森门德 （Rosenmund）反应，这是一种制备醛的方法。
的杂原子（X、O、N）上都具有未共用电子对，它们所占据的p轨道
与羰基的π轨道形成p-π共轭体系，未共用电子对向羰基离域，使C-L
键具有部分双键的性质。因此，羧酸衍生物的C-L键较典型的单键C-L
《羧酸及其衍生物》 知识清单
《羧酸及其衍生物》知识清单一、羧酸（一）羧酸的定义和结构羧酸是一类有机化合物，分子中含有羧基（COOH）。
羧基由一个羰基（C=O）和一个羟基（OH）组成，其结构使得羧酸具有一定的酸性。
（二）羧酸的分类1、根据烃基的不同脂肪酸：烃基为脂肪烃基，如乙酸、丙酸等。
芳香酸：烃基为芳香烃基，如苯甲酸。
2、根据羧基的数目一元羧酸：分子中只含有一个羧基，如甲酸、乙酸。
二元羧酸：分子中含有两个羧基，如草酸、丙二酸。
（三）羧酸的物理性质1、状态低级脂肪酸（C1-C3）是液体，具有刺激性气味；中级脂肪酸（C4-C9）是油状液体，有难闻的气味；高级脂肪酸（C10 以上）是蜡状固体，无味。
2、溶解性羧酸分子中的羧基是亲水基团，烃基是憎水基团。
随着碳链的增长，羧酸在水中的溶解性逐渐减小。
（四）羧酸的化学性质1、酸性羧酸具有酸性，能与碱发生中和反应，与活泼金属反应生成氢气。
其酸性强弱取决于羧基的结构和所连烃基的性质。
2、酯化反应羧酸与醇在一定条件下发生酯化反应，生成酯和水。
3、脱羧反应在特定条件下，羧酸脱去羧基生成烃。
（五）常见的羧酸1、甲酸（HCOOH）甲酸具有醛基和羧基的结构，既有羧酸的性质，又有醛的还原性。
2、乙酸（CH3COOH）乙酸是食醋的主要成分，具有典型的羧酸性质。
二、羧酸衍生物（一）羧酸衍生物的定义和分类羧酸衍生物是羧酸分子中的羟基被其他原子或基团取代后的产物，包括酰卤、酸酐、酯和酰胺。
（二）酰卤1、定义羧酸中的羟基被卤素原子取代后的产物。
2、命名根据酰基和卤素的名称，称为“某酰卤”。
3、化学性质酰卤的化学性质活泼，容易发生水解、醇解和氨解反应。
（三）酸酐1、定义由两个羧酸分子脱去一分子水形成的化合物。
2、命名根据形成酸酐的羧酸名称，称为“某酸酐”。
3、化学性质酸酐也能发生水解、醇解和氨解反应。
（四）酯1、定义羧酸与醇发生酯化反应生成的产物。
2、命名根据形成酯的羧酸和醇的名称，称为“某酸某酯”。
3、化学性质酯在酸或碱的催化下可以发生水解反应。
十二烯研究报告
《十二烯研究报告》
十二烯(Hexadecane),又称1,2-环戊烯、双环戊烯或六碳环戊烷,是含有六个碳原子的环状饱和一元羧酸衍生物。
由于分子中存在六个共轭双键,因此具有不寻常的高沸点,熔点为28.5℃,沸点(升华)为181.4℃,相对密度0.692,折射率1.7501,粘度为19.6×10-3Pa·s。
其结构式为: CHCH= CHCH= CHCH= CHCH= CHCH= CHCH。
性质:有特殊气味,能溶于乙醇、苯等多数有机溶剂,也可以溶解在水里。
它们的热稳定性很好,在200℃下不会发生分解反应,而且还具有耐氧化性,在空气中不易被氧化。
与无机强酸反应,生成盐和水;与无机强碱反应,生成盐和水。
它是有机合成的重要中间体,主要用作医药、农药、染料、香料等方面。
十二烯具有极大的反应活性,可用来制备许多精细化学品及医药、农药、染料等,还可作聚合反应的单体。
十二烯具有特殊气味,不能直接使用,需经过精制处理后才能得到纯净的产品。
可通过加氢法、卤代法、酸催化脱氢法、羰基合成法、金属催化氢化法等方法制取。
羧酸及其衍生物
在反应中加入适量的喹啉–S或硫脲等作为抑制剂可降
低催化剂的活性;以使反应停留在生成醛的阶段
39
3 用金属钠醇还原 酯与金属钠在醇溶液中加热回流;可被还原成伯醇
各类含羰基化合物的还原产物和还原情况比较如下：
名称 羧酸
结构 RCOOH
NaBH4/乙醇 (-)
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2 羧基上的羟基OH的取代反应 羧基上的OH可被一系列原子或原子团取代生成羧酸的衍生物
1 酯化反应
1o 酯化反应是可逆反应;一般只有2/3的转化率
提高酯化率的方法：a 增加反应物的浓度一般是加过量的醇。
b 移走低沸点的酯或水。
2o 酯化反应的活性次序：
酸相同时 CH3OH > RCH2OH > R2CHOH > R3COH
b p：羧酸 ＞ M 相同的醇
m.p：随M↑呈锯齿形上升。偶数碳原子羧酸的m.p＞相邻两
个同系物的m.p。
8
三 羧酸的化学性质
9
1 酸性 羧酸的酸性比水 醇强;甚至比碳酸的酸性还要强
羧酸离解后生成的RCOO负离子;由于共轭效应的 存在，氧原子上的负电荷则均匀地分散在两个原子上， 因而稳定容易生成
26
B 丁二酸 戊二酸受热脱水不脱羧生成环状酸酐
C 己二酸 庚二酸受热既脱水又脱羧生成环酮
27
第二节 羧酸衍生物
一 羧酸衍生物的结构和命名 1 结构
羧酸羧基上的OH可被一系列原子或原子团取代生成羧 酸的衍生物 酰基与其所连的基团都能形成Pπ共轭体系。
2 命名 1o 酰卤和酰胺的命名根据酰基称为某酰某
⑶ Hofmam降解反应 可制备少一个C原子的伯胺 注意：N取代的酰胺不能发生脱水反应和Hofmann降解反应 47
羧 酸 衍 生 物
吸电基使吸收峰向高频区移动， 供电基使吸收峰向低频区移动。
X 吸电子效应使波数升高
O
酰酯酯酰酸的：氨氯酐CC：：-=OCOC=在=伸COO=1缩伸0O有5振缩0伸两c动振m个缩-吸动1伸～振收吸缩1动3峰收振0吸0稍峰动cm收高低吸-1峰于于区收在酮域酮峰 1，有，在80在在两01c11个8m76033强-0150c区ccm的mm域-1伸--11。～～～缩117振615980动05cc0mm吸cm--11收区区-1 峰域域区。。。域可如N-和区H和 如芳别伸17于基和4缩0酮相不c振m。连饱-1动则～和降1基吸79至或0收c1芳m7峰1-环15区c在共m域-轭13。～0，5两107cC3个m=0-Oc峰1m～吸相-1 收。3隔55峰约0c下6m0降-1区c至m域1-17。内50。Ccm-O-1的～伸180缩0c振m动-1。吸收 峰在1045cm-1～1310cm-1。
(CH3CO)2O
102 139.6
CH3CH2CH2CH2COOH
103 187
酰胺 ＞＞ 相应的羧酸
原因：酰胺的氨基上的氢原子可在分子间形成较强的氢键。
=
H O NH
C
R
R
O =C N H
H
CH3COOH
b.p(℃)
118
CH3CONH2
222
显然，随着酰胺的氨基上的氢原子被取代，分子间的
氢键缔合作用将逐渐削弱，以致不能发生氢键缔合，其沸
羧酸衍生物
羧酸衍生物的简介
羧酸衍生物是羧酸分子中的羟基被取代后的产物， 重要的羧酸衍生物有酰卤，酸酐，酯，酰胺。
酰基 O 羧基 R C OH
O R C OR'
酯
O R C NH2